Биология : сборник задач для абитуриентов

УДК 57(076.1)(075.3/.4)
ББК 28я729
З-40

Заяц, Р. Г.
З-40  
Биология : сборник задач для абитуриентов / Р. Г. Заяц,
В. Э. Бутвиловский, В. В. Давыдов. – 2-е изд. – Минск : 
Вы шэй шая школа, 2020. – 144 с. : ил.
ISBN 978-985-06-3286-9.

Излагаются основные теоретические положения разделов молекулярной биологии, генетики, эволюции и экологии, необходимые для решения 
задач. Приводится методика решения задач, даются задачи для самоконтроля. В издании представлено 327 задач, для 47 из них дано решение.
Предыдущее издание вышло в 2017 г.
Для абитуриентов учреждений высшего и среднего специального 
образования. Будет полезен слушателям подготовительных отделений.

УДК 57(076.1)(075.3/.4)
ББК 28я729

Учебное издание

Заяц Роман Георгиевич
Бутвиловский Валерий Эдуардович
Давыдов Владимир Витольдович

БИОЛОГИЯ
Сборник задач для абитуриентов
2-е издание

Редактор Л.Н. Макейчик. Художественный редактор В.А. Ярошевич. Техни ческий редактор Н.А. Лебедевич. Компьютерная верстка А.Н. Бабенковой, 
Н.В. Шабуни. Корректор О.И. Голденкова. 

Подписано в печать 20.10.2020. Формат 84×108/32. Бумага для офсетной печати. Печать 
офсетная. Усл. печ. л. 7,56. Уч.-изд. л. 7,18. Тираж 1000 экз. Заказ 1554.

Республиканское унитарное предприятие «Издательство “Вышэйшая шко ла”». 
Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя 
печатных изданий № 1/3 от 08.07.2013. Пр. Победителей, 11, 220004, Минск. 
e-mail: market@vshph.com   http://vshph.com 

Открытое акционерное общество «Полиграфкомбинат им. Я. Коласа». Свидетельство
о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных  изданий 
№ 2/3 от 10.09.2018. Ул. Корженевского, 20, 220024, Минск. Отпечатано: Филиал № 1 
ОАО «Полиграфкомбинат им. Я. Коласа». Ул. Советская, 80, 225409, Барановичи.

ISBN 978-985-06-3286-9 
© Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э.,
 
Давыдов В.В., 2017
 
© Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э.,
 
Давыдов В.В., 2020
 
© Оформление. УП «Издательство
 
“Вышэйшая школа”», 2020

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Для успешного прохождения централизованного тестирования или единого государственного экзамена при поступлении 
в учреждения высшего и среднего специального образования 
биологического, сельскохозяйственного и медицинского профиля необходимы глубокие знания основ биологии, преподаваемых в учреждениях общего среднего образования. Абитуриенты должны знать строение и процессы жизнедеятельности 
вирусов, бактерий, грибов, растений, животных и человека, 
владеть основными терминами, законами и теориями биологии, 
уметь решать задачи.
Пособие состоит из 11 глав. В каждой главе изложены основные теоретические положения, которые необходимо знать 
для успешного решения задач по молекулярной биологии, генетике, эволюции и экологии, представлены примеры решения 
типовых задач и задачи для самостоятельного решения и проверки своих знаний. Пособие содержит 327 задач, для 47 из них 
дано решение. В конце пособия приведены ответы на все задачи для самостоятельного решения. Наиболее сложные задачи 
помечены значком *. Если теоретических положений, изложенных в данном пособии, недостаточно для полного понимания 
темы, можно воспользоваться пособием для абитуриентов: 
Биология: для поступающих в вузы (Р.Г. Заяц и др.). Минск: 
Вышэйшая школа, 2019 г.
При написании пособия авторами использован многолетний 
опыт преподавания биологии на подготовительном отделении 
Белорусского государственного медицинского университета.
Пособие предназначено в первую очередь для абитуриентов 
учреждений высшего и среднего специального образования, 
слушателей подготовительных отделений. Может быть использовано учителями биологии учреждений общего среднего 
и среднего специального образования.

Ãëàâà 1

ÌÎËÅÊÓËßÐÍÀß ÃÅÍÅÒÈÊÀ

Îñíîâíûå òåîðåòè÷åñêèå ïîëîæåíèÿ

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости живых организмов. Термин «генетика» ввел в 1906 г. 
У. Бэтсон.
Наследственность – это свойство живых организмов передавать из поколения в поколение морфологические, биохимические, физиологические признаки и особенности индивидуального развития в определенных условиях среды.
Наследование – это способ передачи генетической информации.
Изменчивость – это свойство дочерних организмов при обретать в процессе онтогенеза признаки, отличающие их от 
родительских форм.
Наследуемость – это степень соотношения наследственности и изменчивости.

Íóêëåèíîâûå êèñëîòû

В начале 1950-х гг. было доказано, что единицей наследственности и изменчивости является ген, материальную основу которого составляет ДНК.
Структура молекулы ДНК была расшифрована Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсом в 1953 г. Она представляет 
собой две спирально закрученные антипараллельные (напротив 
3′ конца одной цепи располагается 5′ конец другой) полинуклеотидные цепи (рис. 1). Мономерами 
ДНК являются нуклеотиды, в состав 
каждого из них входят:
  пятиуглеродный сахар дезоксирибоза;
  остаток фосфорной кислоты;
  одно из четырех азотистых оснований (аденин, тимин, гуанин, 
цитозин).
Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных (фосфодиэфирных) связей межРис. 1. Схема строения ДНК

ду дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты 
другого нуклеотида. Азотистые основания присоединяются 
к дезоксирибозе и образуют боковые радикалы. Между азотистыми основаниями цепочек ДНК устанавливаются водородные 
связи: две – между аденином и тимином, три – между гуанином 
и цитозином. Строгое соответствие (взаимодополнение) нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК (А–Т, Г–Ц) называется комплементарностью.
ДНК является хранителем генетической информации во всех 
клетках про- и эукариот. У вирусов эту функцию может выполнять также молекула РНК.
РНК, как и ДНК, представляет собой полинуклеотид. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеются 
следующие отличия:
1) вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит 
пятиуглеродный сахар рибоза;
2) вместо азотистого основания тимина входит урацил;
3) молекула РНК обычно представлена одной цепочкой 
(у некоторых вирусов – двумя).
В клетках существуют три вида РНК: информационная, 
транспортная и рибосомальная.
Информационная РНК (иРНК) представляет собой копию 
кодирующей цепочки определенного участка ДНК, выполняет 
роль переносчика генетической информации от ДНК к месту 
синтеза белка (в рибосомы) и непосредственно участвует в сборке его молекул.
Транспортная РНК (тРНК) транспортирует аминокислоты 
из цитоплазмы в рибосомы.
Рибосомальная РНК (рРНК) входит в состав рибосом. Считают, что рРНК обеспечивает определенное пространственное 
взаиморасположение иРНК и тРНК.

Ïåðâè÷íûå ôóíêöèè ãåíà

По современным представлениям ген – это участок молекулы ДНК, определяющий последовательность нуклеотидов 
в молекулах РНК и аминокислот в полипептиде.
Первичные функции ДНК – это хранение и передача генетической информации. Передача генетической информации происходит от ДНК к ДНК при репликации ДНК (аутосинтетическая функция при размножении клеток) и от ДНК через иРНК 
к белку (гетеросинтетическая функция при биосинтезе белка).

Ðåïëèêàöèÿ ìîëåêóëû ÄÍÊ

Репликация молекулы ДНК происходит в синтетический 
период интерфазы при участии фермента ДНК-полимеразы. 
Каждая из двух цепей материнской молекулы служит матрицей 
для дочерней. После репликации вновь синтезированная молекула ДНК содержит одну материнскую цепочку, а вторую – 
дочернюю, вновь синтезированную (полуконсервативный способ). Для матричного синтеза новой молекулы ДНК необходимо, чтобы старая молекула была деспирализована и вытянута. 
Репликация начинается в нескольких местах молекулы ДНК 
(рис. 2). Участок молекулы ДНК от точки начала одной репликации до точки начала другой называется репликоном. «Бактериальная хромосома» содержит один репликон, а эукариотическая – много репликонов.

В каждом репликоне ДНК-полимераза может двигаться 
вдоль материнской нити только в одном направлении (3′ → 5′). 
Поэтому присоединение комплементарных нуклеотидов дочерних нитей ДНК к материнским нитям идет в противоположных направлениях (антипараллельно). Репликация во всех 
репликонах идет одновременно. Весь геном клетки реплицируется один раз за период времени, соответствующий одному 
митотическому циклу.

Рис. 2. Схема репликации молекулы ДНК

Áèîñèíòåç áåëêîâ

Информация о первичной структуре белковой молекулы 
закодирована последовательностью нуклеотидов (генетический 
код) в кодирующей цепочке соответствующего участка молекулы ДНК – гене.
Свойства генетического кода:
  однозначность – каждый триплет кодирует только одну 
аминокислоту;
  избыточность – так как число возможных комбинаций 
из 4 нуклеотидов по 3 равно 43, т.е. 64, а аминокислот – 20, 
то некоторые из них будут кодироваться 2, 3, 4 или даже 6 триплетами (валин кодируется 4 триплетами, а серин – 6);
  неперекрываемость – одновременно один нуклеотид входит 
в состав только одного триплета;
  универсальность – у всех организмов одинаковые триплеты кодируют одинаковые аминокислоты;
  однонаправленность – считывание последовательности 
нуклеотидов идет только в одном направлении: 3′ → 5′;
  наличие нонсенс (стоп)-кодонов – триплетов, которые не кодируют аминокислоты. Когда рибосома в процессе трансляции 
доходит до таких кодонов, синтез белка прекращается. В молекуле иРНК – это кодоны УАА, УГА, УАГ;
  непрерывность (без знаков препинания) – при выпадении 
одного нуклеотида в процессе считывания его место занимает 
нуклеотид из соседнего кодона. Правильное считывание кода 
обеспечивается только в том случае, если он считывается 
со строго определенного пункта. Стартовым кодоном в молекуле иРНК является кодон АУГ (табл. 1).
Таблица 1

Соответствие кодонов иРНК аминокислотам (генетический код)

Первое азотистое 
основание

Второе азотистое основание
Третье азотистое 
основание
У
Ц
А
Г

1
2
3
4
5
6

У
фен
фен
лей
лей

сер
сер
сер
сер

тир
тир
non
non

цис
цис
non
три

У
Ц
А
Г

Ц
лей
лей
лей
лей

про
про
про
про

гис
гис
глн
глн

арг
арг
арг
арг

У
Ц
А
Г

1
2
3
4
5
6

А
иле
иле
иле
мет

тре
тре
тре
тре

асн
асн
лиз
лиз

сер
сер
арг
арг

У
Ц
А
Г

Г
вал
вал
вал
вал

ала
ала
ала
ала

асп
асп
глу
глу

гли
гли
гли
гли

У
Ц
А
Г

Транскрипция – процесс синтеза молекулы информационной 
РНК (иРНК), происходящий в ядре. Фермент РНК-полимераза 
подходит к молекуле ДНК, раскручивает ее и разрывает водородные связи между двумя комплементарными цепочками. 
Одна из цепей ДНК является кодирующей (кодогенной). Она 
начинается с 3′ конца; фермент РНК-полимераза движется от 3′ 
конца к 5′ концу, и в этом же направлении происходит транскрипция (считывание последовательности нуклеотидов), 
а иРНК синтезируется в направлении 5′ → 3′. Из свободных 
нуклеотидов РНК, которые есть в кариолимфе, фермент строит молекулу иРНК по принципу комплементарности азотистых 
оснований нуклеотидов (аденину ДНК соответствует урацил РНК, тимину ДНК – аденин РНК, гуанину ДНК – цитозин РНК, цитозину ДНК – гуанин РНК).
Таким образом, генетическая информация молекул ДНК преобразовывается в последовательность нуклеотидов молекулы 
иРНК, которая затем выходит из ядра и направляется к рибосомам.
Рекогниция – процесс узнавания молекулами тРНК своих аминокислот и присоединение их к одному из своих активных 
центров (акцепторный конец) тРНК 
(рис. 3). Активацию аминокислот осуществляют ферменты аминоацил-тРНК-син тетазы (для каждой аминокислоты – свой 
фермент).
Механизм активации: фермент одновременно взаимодействует с соответствующей аминокислотой и с АТФ, которая те
Окончание табл. 1

Рис. 3. Схема строения 
транспортной РНК:
1 – водородные связи; 
2 – антикодон; 3 – место прикрепления аминокислоты

ряет при этом фосфат. Тройной комплекс из фермента, аминокислоты и АТФ называется активированной (богатой энергией) 
аминокислотой, которая способна спонтанно образовать в процессе последующей трансляции пептидную связь с соседней 
аминокислотой. Свободные неактивированные аминокислоты 
не могут прямо присоединяться к полипептидной цепи. Тройной комплекс соединяется с тРНК, и образовавшаяся 
аминоацил-тРНК идет в рибосому.
Следующий этап в биосинтезе белка – трансляция.
Трансляция – перевод генетической информации с языка 
последовательности нуклеотидов на язык последовательности 
аминокислот (расшифровка генетического кода) происходит 
в цитоплазме на рибосомах. Участвуют: иРНК, аминоацилтРНК, рРНК, ферменты. Считывание информации с иРНК 
осуществляется в направлении 5′ → 3′.
В рибосоме есть 2 активных центра: аминоацильный (происходит фиксация тРНК с аминокислотой) и пептидильный (образуются пептидные связи между соседними аминокислотами). 
Трансляция состоит из трех этапов: инициации, элонгации 
и терминации.
Инициация – объединение малой субъединицы рибосом, 
инициирующего триплета иРНК (АУГ), метионин-аминоацилтРНК и большой субъединицы рибосомы.
Элонгация – наращивание полипептида. Эта фаза включает 
все реакции с момента образования первой пептидной связи 
до присоединения последней аминокислоты.
Внутри рибосомы находятся 2 кодона иРНК: в аминоацильном и в пептидильном центрах. После инициации тРНК1 с метионином располагается в пептидильном центре, аминоацильный центр свободен. К аминоацильному центру подходит тРНК2 
с аминокислотой и устанавливается там, если антикодон тРНК 
комплементарен кодону иРНК. Между аминокислотами, находящимися в рибосоме, устанавливается пептидная связь. Для 
освобождения аминоацильного центра рибосома передвигается на один триплет иРНК вперед. Вследствие этого тРНК с аминокислотой переходят в пептидильный центр рибосомы. К свободному аминоацильному центру рибосомы подходит следующая тРНК с аминокислотой, и процесс повторяется.
Терминация – заключительный этап трансляции, на котором 
рибосома доходит до одного из нонсенс-кодонов иРНК, 
и синтез полипептида прекращается.

Êëàññèôèêàöèÿ ãåíîâ

Все гены подразделяются на структурные и функциональные.
Структурные гены несут информацию о последовательности 
нуклеотидов в различных видах РНК и о последовательности 
аминокислот в белках (ферментах, гистонах и др.).
Функциональные гены подразделяются на гены-модуляторы, 
усиливающие или ослабляющие действие структурных генов 
(ингибиторы, модификаторы), и гены, регулирующие работу 
структурных генов, – регуляторы и операторы.

Ðåãóëÿöèÿ ðàáîòû ãåíîâ ó ïðîêàðèîò

Схема регуляции транскрипции у прокариот была предложена Ф. Жакобом, Ж. Моно и А. Львовым в 1961 г. Группа структурных генов, управляемая одним геном-оператором, образует 
оперон (рис. 4). В состав оперона входит также небольшой участок ДНК – промотор – место первичного прикрепления РНК-полимеразы – фермента, катализирующего реакции ДНК-за висимого синтеза иРНК. За ним располагается инициатор – место 
начала считывания генетической информации. Ген-оператор 
способен включать в работу и выключать структурные гены. 
Заканчивается оперон терминатором. В конце каждого структурного гена располагается стоп-кодон. Регулирует работу оперона ген-регулятор, находящийся обычно на определенном 
расстоянии от него. Он постоянно активен, и на основе его 
информации синтезируется особый белок-репрессор. Этот белок 
обладает способностью блокировать ген-оператор, вступая 
с ним в химическую связь, после чего фермент РНК-полимераза 
не может расщеплять двойную цепочку ДНК, и считывание 
информации не происходит.

Рис. 4. Схема строения оперона

aaaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaaa

aaaaaaaa
aaaaaaaa
aaaaaaaa